RU56063U1 - FIRE-RESISTANT POWER CABLE, NOT DISTRIBUTING COMBUSTION - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к конструкциям силовых огнестойких кабелей, не распространяющих горение, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии на напряжение 1 кВ переменного тока, которые могут применяться, в частности, в сооружениях метрополитена, АЭС и других объектах, к которым предъявляются повышенные требования по пожаробезопасности. Кабель силовой огнестойкий, не распространяющий горение содержит от трех до пяти медных токопроводящих жил, термический барьер по жиле, состоящий, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и температурным индексом 400°С, изоляцию, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом 35, температурой воспламенения 270°С, индексом токсичности 2,25 или кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14, жгут, вокруг которого скручены изолированные жилы, выполненный из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 40, внутреннюю оболочку, наложенную с заполнением боковых промежутков, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14, термический барьер, состоящий, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и температурным индексом 400°С, наружную оболочку, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом 40, температурой воспламенения The utility model relates to the field of electrical engineering, namely, to the design of fire-resistant power cables that do not spread combustion, intended for the transmission and distribution of electrical energy to 1 kV AC voltage, which can be used, in particular, in subway structures, nuclear power plants and other facilities, which are subject to increased fire safety requirements. Fire-retardant power cable that does not spread combustion contains from three to five copper conductive cores, a thermal barrier along the core, consisting of at least one composite refractory tape with an oxygen index of 90 and a temperature index of 400 ° C, insulation made of a polymer composition, halogen-free with an oxygen index of 35, a flash point of 270 ° C, a toxicity index of 2.25 or an oxygen index of 40, a flash point of 290 ° C, a toxicity index of 1.14, a tourniquet around which an insulated cores made of polyvinyl chloride plastic compound with an oxygen index of at least 40, an inner shell, superimposed with filling the side gaps, made of a polymer composition not containing halogens with an oxygen index of 40, a flash point of 290 ° C, a toxicity index of 1.14, a thermal barrier consisting of at least one composite refractory tape with an oxygen index of 90 and a temperature index of 400 ° C, an outer shell made of a halogen-free polymer composition with oxygen index 40, flash point

290°С, индексом токсичности 1,14. Технический результат - повышение огнестойкости силового кабеля, а именно, обеспечение предела пожаростойкости от 60 мин до 240 мин в при температуре 750°С-800°С и сохранение работоспособности кабеля в условиях пожара.290 ° C, toxicity index 1.14. The technical result is an increase in the fire resistance of the power cable, namely, ensuring a fire resistance limit of 60 minutes to 240 minutes at a temperature of 750 ° C-800 ° C and maintaining the operability of the cable in a fire.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельThe technical field to which the utility model relates.

Полезная модель относится к области электротехники, а именно, к конструкциям силовых огнестойких кабелей, не распространяющих горение, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии на напряжение 1 кВ переменного тока, которые могут применяться, в частности, в сооружениях метрополитена, АЭС и на других объектах, к которым предъявляются повышенные требования по обеспечению работоспособности кабеля в условиях пожара.The utility model relates to the field of electrical engineering, namely, to the design of fire-resistant power flame-retardant cables designed for transmission and distribution of electrical energy to 1 kV AC voltage, which can be used, in particular, in subway structures, nuclear power plants and other facilities which are subject to increased requirements to ensure the operability of the cable in a fire.

Уровень техникиState of the art

Известен силовой кабель, содержащий от одной до пяти токопроводящих жил, термический барьер по жиле, изоляцию, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов, внутреннюю оболочку, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов, термический барьер, наложенный поверх внутренней оболочке, наружную оболочку, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов (см. RU 42349 U1, МПК 7 Н 01 В 9/00, опубл. 27.11.2004).Known power cable containing from one to five conductive cores, a thermal barrier to the core, insulation made of a halogen-free polymer composition, an inner sheath made of a halogen-free polymer composition, a thermal barrier applied over an inner sheath, an outer sheath made of a halogen-free polymer composition (see RU 42349 U1, IPC 7 H 01 B 9/00, publ. 11/27/2004).

Недостатком данного силового кабеля является отсутствие нормированного предела пожаростойкости.The disadvantage of this power cable is the lack of a standardized fire resistance limit.

Сведения, раскрывающие сущность полезной моделиInformation revealing the essence of a utility model

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в создании конструкции силового кабеля, отвечающего требованиям пожаробезопасности по огнестойкости и не распространению горения.The problem to which the claimed utility model is directed is to create a power cable design that meets the fire safety requirements for fire resistance and non-propagation of combustion.

Технический результат, достигаемый при реализации заявляемой полезной модели, заключается в повышении огнестойкости силового кабеля, а именно, обеспечении предела пожаростойкости кабеля от 60 мин до 240 мин при температуре 750°-800°С и сохранении его работоспособности в условиях пожара.The technical result achieved by the implementation of the claimed utility model consists in increasing the fire resistance of the power cable, namely, providing a fire resistance limit of the cable from 60 minutes to 240 minutes at a temperature of 750 ° -800 ° C and maintaining its operability in a fire.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что кабель силовой огнестойкий, не распространяющий горение, содержит от трех до пяти медных токопроводящих жил, термический барьер по жиле, состоящий, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и температурным индексом 400°С, изоляцию, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом 35, температурой воспламенения 270°С, индексом токсичности 2,25 или кислородным The technical result is achieved due to the fact that the fire-resistant power cable, which does not propagate combustion, contains from three to five copper conductive cores, a thermal barrier along the core, consisting of at least one composite refractory tape with an oxygen index of 90 and a temperature index of 400 ° C, insulation made of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of 35, a flash point of 270 ° C, a toxicity index of 2.25 or oxygen

индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14, жгут, вокруг которого скручены изолированные жилы, выполненный из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 40, внутреннюю оболочку, наложенную поверх скрученных жил с заполнением боковых промежутков и выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14, термический барьер, наложенный поверх внутренней оболочки и состоящий, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и температурным индексом 400°С и наружную оболочку, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14.index 40, ignition temperature 290 ° С, toxicity index 1.14, a bundle around which insulated conductors are twisted, made of polyvinyl chloride plastic compound with an oxygen index of at least 40, an inner shell applied over twisted conductors with filling of the side gaps and made of a polymer composition halogen-free, with an oxygen index of 40, a flash point of 290 ° C, a toxicity index of 1.14, a thermal barrier placed on top of the inner shell and consisting of at least one component composite refractory tape with an oxygen index of 90 and a temperature index of 400 ° C and an outer shell made of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of 40, a flash point of 290 ° C, a toxicity index of 1.14.

Отличительными особенностями заявляемой полезной модели являются:Distinctive features of the claimed utility model are:

выполнение термического барьера по жиле состоящим, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и температурным индексом 400°С;the implementation of a thermal barrier for the core consisting of at least one composite refractory tape with an oxygen index of 90 and a temperature index of 400 ° C;

выполнение изоляции из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом 35, температурой воспламенения 270°С, индексом токсичности 2,25 или кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14;insulation from a halogen-free polymer composition with an oxygen index of 35, a flash point of 270 ° C, a toxicity index of 2.25 or an oxygen index of 40, a flash point of 290 ° C, a toxicity index of 1.14;

наличие жгута, выполненного из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 40;the presence of a tourniquet made of PVC compound with an oxygen index of at least 40;

выполнение внутренней оболочки, наложенной с заполнением боковых промежутков, из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14 выполнение термического барьера по внутренней оболочки состоящим, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и температурным индексом 400°С;the execution of the inner shell, superimposed with the filling of the side gaps, from a halogen-free polymer composition with an oxygen index of 40, a flash point of 290 ° C, a toxicity index of 1.14, the implementation of a thermal barrier along the inner shell of at least one composite refractory tapes with an oxygen index of 90 and a temperature index of 400 ° C;

выполнение наружной оболочки из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14.the implementation of the outer shell of the polymer composition containing no halogens with an oxygen index of 40, a flash point of 290 ° C, a toxicity index of 1.14.

При воздействии открытого пламени на наружную оболочку кабеля, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14, процесс горения кабеля и распространения пламени как по длине кабеля, так и во внутрь кабеля замедляется за счет образования на поверхности кабеля прочного коксового остатка.When an open flame acts on the outer sheath of a cable made of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of 40, a flash point of 290 ° C, a toxicity index of 1.14, the process of burning the cable and spreading the flame both along the length of the cable and inside the cable slows down due to the formation of a strong coke residue on the cable surface.

Выполнение термического барьера по внутренней оболочке состоящим, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и температурным индексом 400°С The implementation of the thermal barrier in the inner shell consisting of at least one composite refractory tape with an oxygen index of 90 and a temperature index of 400 ° C

обеспечивает защиту внутренней оболочки от воздействия пламени и замедляет процесс распространения горения по длине кабеля и проникновения пламени во внутрь кабеля за счет образования на поверхности внутренней оболочки защитного слоя.It protects the inner shell from the effects of the flame and slows down the spread of combustion along the length of the cable and the penetration of the flame inside the cable due to the formation of a protective layer on the surface of the inner shell.

При горении внутренней оболочки, выполненной из полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14, и изоляции, выполненной из полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом 35, температурой воспламенения 270°С, индексом токсичности 2,25 или кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14, протекают физико-химические процессы аналогичные горению наружной оболочки, что также замедляет процесс распространения горения по длине кабеля и проникновения пламени во внутрь кабеля.When burning an inner shell made of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of 40, a flash point of 290 ° C, a toxicity index of 1.14, and insulation made of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of 35, a flash point of 270 ° With a toxicity index of 2.25 or an oxygen index of 40, an ignition temperature of 290 ° C, a toxicity index of 1.14, physicochemical processes occur similar to the burning of the outer shell, which also slows down the process burning along the length of the cable and the penetration of the flame into the cable.

Термический барьер по жиле, состоящий, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и температурным индексом 400°С, обеспечивает работоспособность кабеля в пожаре при термической деструкции полимерной изоляции.The thermal barrier across the core, consisting of at least one composite refractory tape with an oxygen index of 90 and a temperature index of 400 ° C, ensures the operability of the cable in a fire during thermal degradation of polymer insulation.

Высокий интегральный кислородный индекс конструкции кабеля затрудняет горение кабеля при горении в атмосферных условиях, а термические барьеры замедляют проникновение пламени во внутрь кабеля.The high integral oxygen index of the cable design makes it difficult to burn the cable when burning in atmospheric conditions, and thermal barriers slow the penetration of the flame into the cable.

Таким образом, совокупность приведенных существенных признаков обеспечивает достижение указанного заявителем технического результата. Применение указанных материалов позволяет повысить предел пожаростойкости кабеля и одновременно обеспечить низкий уровень выделения токсичных продуктов горения и дыма, что упрощает задачу по тушению возгорания и спасения людей из горящих сооружений.Thus, the combination of the essential features provided ensures the achievement of the technical result indicated by the applicant. The use of these materials allows you to increase the fire resistance of the cable and at the same time provide a low level of emission of toxic combustion products and smoke, which simplifies the task of extinguishing fires and saving people from burning facilities.

В частном случае реализации полезной модели силовой кабель дополнительно содержит броню в виде стальных оцинкованных лент, расположенную между термическим барьером и наружной оболочки.In the particular case of the implementation of the utility model, the power cable additionally contains armor in the form of galvanized steel tapes located between the thermal barrier and the outer sheath.

В результате проведения поиска по патентным и научно-техническим источникам информации не выявлено решений, содержащих всей совокупности существенных признаков независимого пункта формулы полезной модели, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию патентоспособности "новизна".As a result of a search by patent and scientific and technical sources of information, no solutions were found containing the entire set of essential features of an independent claim of a utility model formula, which allows us to conclude that the claimed utility model meets the patentability criterion of “novelty”.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Кабель силовой огнестойкий, не распространяющий горение, содержит токопроводящие медные жилы 1, термический барьер 2, расположенный поверх каждой жилы, который состоит, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и The flame-retardant power cable does not contain combustion, it contains conductive copper conductors 1, a thermal barrier 2 located on top of each core, which consists of at least one composite refractory tape with an oxygen index of 90 and

температурным индексом 400°С, изоляцию 3 по жиле, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом 35, температурой воспламенения 270°С, индексом токсичности 2,25 или кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14, жгут 4, вокруг которого в сердечник скручены изолированные жилы 1, выполненный, из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 40, внутреннюю оболочку 5, наложенную с заполнением боковых промежутков между жилами и выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов с кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14, термический барьер 6, наложенный поверх внутренней оболочке, который состоит, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и температурным индексом 400°С, наружную оболочку 7, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14 и броню 8, которая может быть выполнена, например, из стальных оцинкованных лент.temperature index 400 ° C, insulation 3 along the core made of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of 35, a flash point of 270 ° C, a toxicity index of 2.25 or an oxygen index of 40, a flash point of 290 ° C, a toxicity index of 1, 14, a tow 4, around which insulated cores 1 are twisted into a core, made of polyvinyl chloride plastic compound with an oxygen index of at least 40, an inner sheath 5, superimposed to fill the side gaps between the cores and made of a polymer composite a halogen free oxygen index 40, a flash point of 290 ° C, a toxicity index of 1.14, a thermal barrier 6 overlaid on top of the inner shell, which consists of at least one composite refractory tape with an oxygen index of 90 and a temperature index 400 ° C, the outer shell 7, made of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of 40, a flash point of 290 ° C, a toxicity index of 1.14 and an armor of 8, which can be made, for example, of galvanized steel tapes.

В качестве полимерной композиций, не содержащей галогенов, для изготовления изоляции 3 может быть использована, например, композиция марки Megolon IN200 или Megolon S642, а для изготовления внутренней и наружной оболочки может быть использована, например, As a halogen-free polymer composition for the manufacture of insulation 3, for example, a composition of the brand Megolon IN200 or Megolon S642 can be used, and for the manufacture of the inner and outer shell, for example,

композиция марки Megolon S642.composition of the brand Megolon S642.

В качестве поливинилхлоридного пластиката для изготовления жгута 4 может быть использован, например, ПВХ пластикат марки ППО 25-40. Для изготовления термических барьеров 2 и 6 может быть использована, например, лента марки Megolon D145, причем термический барьер 2 по жиле может состоять, например, из четырех лент, наложенных с перекрытием не менее 15%, а термический барьер 6 по внутренней оболочке может состоять, например, из двух лент.As the polyvinyl chloride plastic compound for the manufacture of the tow 4, for example, PVC plastic compound of the PPO 25-40 brand can be used. For the manufacture of thermal barriers 2 and 6, for example, a tape of the Megolon D145 brand can be used, moreover, the thermal barrier 2 along the core can consist, for example, of four tapes superimposed with an overlap of at least 15%, and the thermal barrier 6 along the inner shell can consist , for example, from two tapes.

Кабель изготавливают следующим образом.The cable is made as follows.

Токопроводящие жилы 1 изготавливают из медной проволоки известными в кабельной промышленности способами. Термический барьер 2 по токопроводящим жилам накладывается на оборудовании для наложения изоляции из бумажных лент. Скрутку изолированных жил 1 вокруг жгута 4 осуществляют на машине общей скрутки. Изоляцию 3, внутреннюю оболочку 5 и наружную оболочку 7 накладывают на экструзионном оборудовании, причем наложение внутренней оболочки осуществляют с заполнением боковых промежутков между жилами. Наложение термического барьера 6 поверх внутренней оболочки 5 и брони 8 осуществляют на оборудовании для наложения защитных покровов.Conductors 1 are made of copper wire by methods known in the cable industry. Thermal barrier 2 for conductive conductors is applied to equipment for applying insulation from paper tapes. The twisting of insulated cores 1 around the bundle 4 is carried out on a general twisting machine. The insulation 3, the inner shell 5 and the outer shell 7 are imposed on the extrusion equipment, and the imposition of the inner shell is carried out with filling the side gaps between the cores. The application of the thermal barrier 6 over the inner shell 5 and the armor 8 is carried out on equipment for applying protective coatings.

Предложенная конструкция силового огнестойкого кабеля, не распространяющего горения, обеспечивает предел пожаростойкости кабеля (ППСТ) от 60 мин до 240 мин при температуре 750°-800°С, что подтверждено результатами испытаний, которые проводились в соответствии с нормами пожарной безопасности НПБ248-97 (Кабели и провода электрические. Показатели пожарной опасности. Методы испытания.). Максимальное время до пробоя изоляции кабеля в условия пожара при температуре пламени 750°С-800°С было зафиксировано на уровне 240 мин, что соответствует показателю ППСТ1 указанных норм.The proposed design of a fire-resistant power flame-retardant cable provides a cable fire resistance (PPST) of 60 minutes to 240 minutes at a temperature of 750 ° -800 ° C, which is confirmed by the test results, which were carried out in accordance with fire safety standards NPB248-97 (Cables and electrical wires - Fire hazard indicators. Test methods.). The maximum time before the breakdown of cable insulation in a fire at a flame temperature of 750 ° C-800 ° C was recorded at 240 min, which corresponds to the PPST1 indicator of the indicated standards.

Таким образом, в условиях горения предложенный силовой кабель, изготовленный с использованием указанных материалов, будет сохранять работоспособность в течение длительного времени, а процесс горения будет сопровождаться низким газо-дымо выделением.Thus, under combustion conditions, the proposed power cable made using these materials will remain operational for a long time, and the combustion process will be accompanied by low gas and smoke emissions.

Заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности "промышленная применимость", поскольку, его реализацию возможно осуществить с использованием известных средств производства, материалов и технологий.The claimed technical solution meets the patentability criterion of "industrial applicability", because its implementation can be carried out using well-known means of production, materials and technologies.

Claims (2)

1. Кабель силовой огнестойкий, не распространяющий горение, содержащий от трех до пяти медных токопроводящих жил, термический барьер по жиле, состоящий, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и температурным индексом 400°С, изоляцию, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом 35, температурой воспламенения 270°С, индексом токсичности 2,25 или кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14, жгут, вокруг которого скручены изолированные жилы, выполненный из поливинилхлоридного пластиката с кислородным индексом не менее 40, внутреннюю оболочку, наложенную поверх скрученных жил с заполнением боковых промежутков и выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14, термический барьер, наложенный поверх внутренней оболочки и состоящий, по меньшей мере, из одной композитной огнеупорной ленты с кислородным индексом 90 и температурным индексом 400°С, наружную оболочку, выполненную из полимерной композиции, не содержащей галогенов, с кислородным индексом 40, температурой воспламенения 290°С, индексом токсичности 1,14.1. Fire-retardant power cable, not spreading combustion, containing from three to five copper conductive cores, a thermal barrier along the conductor, consisting of at least one composite refractory tape with an oxygen index of 90 and a temperature index of 400 ° C, insulation made of halogen-free polymer composition with an oxygen index of 35, a flash point of 270 ° C, a toxicity index of 2.25 or an oxygen index of 40, a flash point of 290 ° C, a toxicity index of 1.14, a tourniquet around which the insulator is twisted bath cores made of polyvinyl chloride plastic compound with an oxygen index of at least 40, an inner shell overlaid on twisted cores with filling of the side gaps and made of a halogen-free polymer composition with an oxygen index of 40, a flash point of 290 ° C, a toxicity index of 1, 14, a thermal barrier placed on top of the inner shell and consisting of at least one composite refractory tape with an oxygen index of 90 and a temperature index of 400 ° C, the outer shell, made from a halogen-free polymer composition with an oxygen index of 40, a flash point of 290 ° C., a toxicity index of 1.14. 2. Кабель по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит броню, расположенную между термическим барьером и наружной оболочкой.

2. The cable according to claim 1, characterized in that it further comprises armor located between the thermal barrier and the outer sheath.